HJ 480-2009 대기 불화물 측정 필터샘플링 불소이온선택전극법 번역

대기 불화물 측정

필터샘플링 불소이온선택전극법

 

 

목차

 

머리말

1.             적용범위……………………………1

2.             인용문서……………………...……1

3.             용어 및 정의………………………1

4.             방법 원리………………….………1

 5.             시약 및 재료………………………1

 6.             기기 및 장비………………………2

 7.             간섭 및 제거…………………….…3

  8.             시료……………………………..……3

   9.             분석단계………………………..……4

  10.           결과표시………………………………5

  11.           정밀도와 정확도……………………5

  12.           주의사항………………………………5

 

 

 

머리말

 

<중화인민공화국 환경보호법>과 <중화인민공화국대기오염방지법>에 따라 환경보호,건강보호,대기 중 불화물 측정방법규범을 위해 본 표준을 제정한다.

 

본 표준은 대기 중 불화물 농도의 필터샘플링 불소이온 선택 전극법을 규정한다.

본 표준은 <대기 불화물 질량농도의 측정 필터샘플링·불소이온선택전극법>에 따라 개정하였다.

본 표준은 1995년에 최초로 출간되었다. 원래 표준기초단위:포두시 대기측정소

본 표준은 제1차 개정본으로 개정된 주요내용은 다음과 같다:

 

-표준의 명칭이 개정되었다

-방법의 사용범위를 보완하였다

-시약 및 재료 부분에서 사용시약의 순도를 변경하고, 염산과 수산화나트륨의 조제과정을 상세하게 추가하였다. 총이온 강도조절 완충액의 조제방법을 추가하였으며 표준용액 조제과정을 간소화했다

-불소이온 선택전극의 조건을 규정하였다

-표준샘플을 증가시켰다

-주의사항에 전극 세척방법을 추가했다

 

본 표준을 시행한 이래, 최초로 국가환경보호국이 1995년3월25일 승인하였고, 발표된 국가환경보호표준<대기 불화물 질량농도의 측정-필터샘플링·불소이온 선택전극법>（GB/T 15434-1995）은 폐지되었다.

 

본 표준은 환경보호부 과학기술표준부서에 의해 제정되었다

본 표준 기초단위: 선양시 대기측정소

본 표준은 환경보호부에서 2009년 9월27일에 승인되었다

본 표준은 2009년11월1일부터 시행되었다

본 표준은 환경보호부에 의해 해석된다.

 

 

 

대기 불화물의 측정

필터샘플링 불소이온 선택전극법

 

1. 적용방법

본 표준은 대기 중 불화물을 측정하는 필터샘플링,불소이온 선택전극법을 규정한다.

본 표준은 대기 중 불화물의 시간당농도와 일평균 농도의 측정에 적용한다.

본 표준면적이  6m3일 때 측정하한은  0.9μg /m3이다.

 

2. 규범 관련 인용문서

본 표준내용은 아래 문서중의 조항을 인용하였다. 기간이 불명확한 인용문서는 신간 유효판본을 본 표준에 인용된다.

GB 7484          수질 불화물의 측정 이온선택전극법

HJ/T 194          대기질량수동모니터링 기술규범

 

3. 용어 정의

다음 용어 및 정의가 본 표준에 적용된다.

-불화물:

대기 중 기체상의 불화물 및 염산 용액에 용해[c(HCI)=0.25mol/L]된 입자상의 불화물을 말한다.

 

4. 방법원리

대기 중 기체가 인산 2 칼륨(디포타슘 포스페이트)의 여과막 통과 시, 불화물은 여과막에 고정되거나 유지되어 여과막의 불화물은 염산용액에 담근 후 불소이온 선택 전극법으로 측정한다.

 

5. 시약 및 재료

본 표준은 달리 명시되지 않는 한, 국가 표준에 따라 순수한 시약을 분석에 사용하고 물을 이용하여 새로 제조한 이온수로 실험한다.

 

5.1 염산 용액: c(HCI)=2.5mol/L: 1000ml 물에 20.8ml 염산(우수등급,p=1.18g/ml)을 희석한다.

5.2 수산화나트륨 용액 c(NaOH)＝1.0mol/Ｌ:우수등급 수산화나트륨 40.0g을 달아 물에 녹이고 냉각시킨 후 1000ml로 희석한다.

5.3 수산화나트륨 용액 c(NaOH)＝5.0mol/Ｌ:우수등급 수산화나트륨 100.0g을 달아 물에 녹이고 냉각시킨 후 500ml로 희석한다.

5.4 인산수소이칼륨 함침액: 물에 녹아있는 인산수소2칼륨(K2HPO4·3H2O)76.0g을 달아 물 1000ml로 희석한다.

5.5 총 이온강도 조절 완충용액(TISAB)

 

5.5.1 총 이온강도 조절 완충용액(TISAB 1): 58.0g 염화나트륨과 10.0g 구연산나트륨, 50ml빙초산을 달아 500ml 물을 추가한다. 용해시킨 후 수산화나트륨 용액(5.3)135ml를 추가하고 용액의 Ph는 5.2로 조절한다. 1000ml용량병에 옮겨담아 물을 추가하여 표시선에 맞추고 섞어준다.

5.5.2 총 이온강도 조절 완충용액(TISAB 2):142g의 헥사메틸렌테트라아민((CH2)6N4)과 85g의 질산칼륨(KNO3),9.97g 티론(C6H4Na2O8S2·H2O)에 물을 넣고 용해하여 Ph를 5~6으로 조절하고 1000ml용량병에 옮겨담아 물로 표시선까지 희석한다.

용액제조는 위 방법에 국한되지 않고 GB 7484 중 총이온 강도조절 완충용액 제조방법을 참고할 수 있다.

주의: 샘플성분이 복잡한 경우 산성（pH≈2）혹은 알칼리성（pH≈12）을 TISAB2 배합에 쓸 수 있다.

 

5.6 불화나트륨 저장용액p(NaF)=1000 μg /ml: 0.2210g불화나트륨(우수등급,110도에서 2시간 건조한 후 냉각시킨 것)을 달아 물에 용해시키고 100ml용량병에 옮긴다. 물을 표시선까지 붓고 혼합한다. 폴리에틸렌 병에 담아 냉장보관하고 사용 시 꺼내서 실온에 둔다.

5.7 불화나트륨표준사용액: 불화나트륨표준저장용액(5.6)에 물을 희석하여 2.5、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0μg/ml의 표준용액을 만든다. 폴리에틸렌병에 담아서 보관한다.

5.8 아세트산-나이트로셀룰로스 미세 다공성 막: 기공크기 5μm , 지름 92mm.

5.9 인산 수소이칼륨 함침필터: 아세트산-나이트로셀룰로스 미세 다공성 막(5.8)에 인산 수소이칼륨 함침용액(5.4)을 부워 적신 후 물기를 털어준다(매번 소량의 함침액을 사용하여 미사용한 필터를 기준으로 4~5장의 필터를 적신 후 함침액을 새로 교체한다.) 깨끗하고 불소가 없는 정성 여과지 위에 펼쳐두고(바로 유리판이나 쟁반위에 둘수없다),40도이하에서 건조시켜 비닐봉투에 담아두고 밀봉한 후 건조기에 넣어 보관한다(건조기에 방습제를 추가하지 않는다)

 

6. 측정기기 및 장비

6.1 채취기: 유량채취펌프의 샘플링헤드가 여과지의 폴리에틸렌 그물받침을 지지하며 샘플링헤드는 90mm이다. 92mm의 여과지를 사용할 수 있다.

6.2 이온 활성 측정기 및 정밀도 산도 측정기: 분해능은 0.1mV 이다.

6.3 불소 이온 선택 전극 :

a. 불화물 이온 농도 측정범위: 10-1 mol/L～10-5 mol/L

b. 곡선기울기 측정: t℃일 때 （54+0.2t）mV.

6.4 칼로멜전극: 염다리용액은 포화염화칼륨이다.

6.5 자기교반기: 폴리에틸렌으로 싼 교반기

6.6 소형 초음파 세정장치

6.7 폴리에틸렌 비커: 100ml

6.8 폴리에틸렌 병:100ml, 1000ml

 

7. 간섭 및 제거

Si4+、Fe3+、Al3+ 가 존재한다는 측정조건하에 농도가 20mg/L를 초과하지 않을 때, 발생하는 간섭은 총이온 강도조절완충액을 사용하여 제거할 수 있다.

 

8. 시료

8.1 시료 수집 및 저장

시료채취는 HJ/T 194에 따른다. 각종 채취기는 채취 전 기밀성 검사와 유량조절을 진행한다.

채취 시 그림1 과 같이 준비한다.

 

100L/min～120 L/min 유량(기류선속도는 약 0.3m/s～0.4m/s) 가스채집이 10m3 이상일때, 사용한 기기 성능에 따라 채취 기록을 설계해서(시작과 끝의 채취시간을 포함한 유량 및 채취면적,풍향,풍속,기온,기압,채취점,시료번호 등)기록한다. 채취 후 깨끗한 핀셋으로 시료지를 꺼내서 비닐봉투에 넣어 밀봉하고 실험실로 가져간다. 채취 후의 시료는 실험실 건조기(방습제가 없어야함)에 두고 반드시 40일 내에 분석한다.

도면 1 필터 샘플링헤드 장치

a.     폴리에틸렌 받침링

b.     제1층 여과지

c.     중간여과받침링

d.     제2층 여과지

e.     여과지 받침망

 

8.2 공 시료

8.2.1 여과지를 적신 대체시료를 현장으로 가져가 시료와 동일한 조건 하에 보관,운송,분석하고 운송과정 중 오염되지 않게 주의한다.

8.2.2 현장 공시료와 실험실 공시료 필터의 측정결과를 서로 대조하여, 만약 현장 공시료와 실험실 공시료가 너무 차이나면 원인을 찾고 다시 채취해야한다.

8.2.3 모든 시료는 적어도 2개의 현장 공시료를 만드는 것을 요구한다.

 

9. 분석 단계

9.1 표준 곡선 수립

9.1.1 6개의 100ml 폴리에틸렌 컵에 표1 혹은 실제시료농도에 따라 제조하는데 6개 이하는 안된다. 2.00ml의 표준용액(5.7)을 각각 취하여 염산용액 (5.1) 20.00ml, 수산화나트륨용액(5.2) 5.00ml, TISAB용액(5.5) 10.00ml, 물 3.00ml를 순서대로 첨가하고 불이온함량은 순서대로 5.0, 10, 20, 50, 100, 200μg 이다.

9.1.2 이온활성측정기에 연결하여 세척한 불소이온선택전극 및 칼로멜 전극을 제조한 측정액에 삽입한다. 전극을 삽입하기 전에 용액을 교반하면 전극표면에 기포가 생겨 정확도에 영향을 주므로 주의한다. 낮은농도에서 높은농도로 측정을 진행한다. 마그네틱교반기로 몇분간 저어주며 교반속도는 안정적이어야 한다. 판독값이 안정된 후 교반을 멈추고 값을 읽는다. 동시에 측정 시 온도를 기록한다.

주의: 용액온도는 15도~35도 사이로 유지해야한다.

 

9.1.3 불소함량의 대수 및 그에 대응하는 밀리볼트값이 되돌아감으로써 상관계수 r의 절대값이 0.999보다 크며 기울기는 （54+0.2t）mV 에 부합한다; 혹은 반로그좌표지에서 불소함량을 로그 좌표로 표시하고 밀리볼트값을 등거리좌표로 표시하여 표준곡선을 그린다.

 

9.2 시료 준비

샘플필터를 작은조각으로 자른 후(약 5mm*5mm),100ml 폴리에틸렌병에 넣는다. 염산용액(5.1) 20.00ml를 가하고 초음파 세정기에서 30분간 추출한 후 꺼내 용액을 실온으로 냉각시켜수산화나트륨 용액(5.2) 5.00ml, TISAB용액(5.5)10.00ml 및 물을 용해한다. 총 부피는 40.00ml이다. 그 다음 3시간 방치한 후 측정하는데 방치시간이 5시간을 넘으면 안된다.

 

9.3 공 시료

공백값의 불안정은 측정 결과의 정확성에 직접적인 영향을 미치므로 각 아세트산-나이트로셀룰로스 미세 다공성 막은 모두 공백실험을 수행해야한다. 채취하지않은 인산수소포화 합침필터 4~5장을 취하여 작은 조각으로 자르고(약 5mm*5mm),100ml 폴리에틸렌병에 옮겨담는다. 불화나트륨 표준용액(5.7) 0.50ml를 혼합하고 (9.2)에 따라 시료를 제조하고 (9.1.2)에 따라 값을 구한다. 회귀 방정식에 따라 불소함량을 계산하거나 표준곡선에서 불소함량을 찾는다. 공백필터의 불소함량은 측정값에서 추가된 표준불소함량을 뺀 값이며 평균값은 공백필터의 불소함량이다.

 

9.4 시료측정

시료의 측정방법은 표준 곡선 수립과 같은 방법으로 수행한다. 밀리볼트 값을 읽은 후, 회귀방정식에 따라 불소함량을 계산하거나 표준곡선에서 불소함량을 찾아야한다. 시료측정은 표준곡선과 동시에 결정되어야하며, 시료측정시의 온도와 표준곡선사이의 온도 차는 ±2℃를 넘지 않아야 한다.

 

10. 결과표시

대기 중 불화물의 질량농도 ρ （μg/m3）일 때 (1)식에 따라 계산한다:

P-대기 중 불화물의 질량농도

W1+W2-(9.4)에 따라 측정된 2층필터시료의 불소함량

W0-실험실 공백시료 필터의 평균 불소함량

V0-표준상태의 채취면적

 

11. 정밀도와 정확도

11.1  정밀도: 4개의 실험실에서 각 다른 지점에서 대기시료를 채취한다. 각 실험실에 4~5개 평행시료를 채취하여 총 25회의 시료를 얻는다. 측정 편균치 범위는 0.57μg/m3～18.2μg/m3이며 평균변이계수는 7.8%이고 최대 22%이다.

11.2  정확도: 5개의 실험실에서 동일하게 제조된 50.0μg 불소가 함량된 필터시료를 측정하며 상대오차는 0.9%이다.

 

12. 주의사항

전극의 막 표면을 손가락으로 만져서는 안되며, 전극을 보호하기 위해 실험 중 불소의 측정 농도가 40mg/L보다 크면 안된다. 만약 전극의 막 표면에 유기물 등으로 오염됐다면 반드시 깨끗하게 씻고 사용한다. 세척은 메틸알코올,아세톤 등 유기시약으로 할수있고 합성세제로도 가능하다.

예를 들어, 전극을 미지근한 묽은 세제(세제1 물9)에 3~5분정도 담궈둔다. 필요 시 세제를 조금 더 추가한다. 그 다음 물로 세척하고 다시 (1+1)염산에 30초간 담군 후 물로 깨끗하게 헹구고 여과지로 수분을 흡수시킨다.

 

 

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HJ 480-2009 环境空气 氟化物的测定 滤膜采样氟离子选择电极法.pdf

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